一、OpenStack 对象存储 ------ Swift
1.1 Swift 在 OpenStack 中的作用
- Swift 不是文件系统，也不是实时的数据存储系统 ，而是对象存储 ，面向永久类型静态数据的长期存储，这些数据可以被检索、调整，必要时进行更新。
- 最适合存储的数据类型：虚拟机镜像、图片存储、邮件存储、存档备份。
- 因为没有中心单元或主控节点，Swift 提供了更强的扩展性 与高可用性：通过数据复制（replica）机制在多个存储节点间冗余保存对象，任一节点故障不会导致数据丢失。
- 在 OpenStack 中，Swift 常作为 Glance 镜像服务的后端存储（讲义中演示了"使用 swift 作为 Glance 后端存储"）。
1.2 核心概念
| 概念 | 说明 |
|---|---|
| Account（账户） | 顶层容器，对应一个 Project / 用户，下含若干 Container |
| Container（容器） | 对象的命名空间集合，用于组织对象（类似"目录"，但不可嵌套） |
| Object（对象） | 实际存储的数据单元（数据 + 元数据 + 唯一标识） |
| Ring | 描述"分区（Partition）如何映射到物理磁盘设备"的逻辑映射表，是 Swift 的数据分布核心 |
| Partition（分区） | 数据分布的基本单位，对象先 Hash 到分区，再由 Ring 映射到具体设备 |
| Replica（副本） | 每个对象/分区的冗余份数，默认 3 副本 |
1.3 关键架构特点
- 去中心化：无单点主控，元数据与数据平权分布。
- 数据分布算法：通过 Hash Ring 将对象定位到 Partition，再由 Ring 定位到 Device。
- 可扩展：横向增加存储节点即可扩容。
- 高可靠：依赖副本 + 后台 Region/Rebalance 机制保持数据均衡与自愈。
1.4 Swift 学习小结
- 记牢 Account / Container / Object 三层结构 与 Ring + Partition + Replica 的数据分布模型。
- 理解 Swift 适用于"一次写入、多次读取、长期保存"的静态大对象场景。
- 实验重点是 磁盘挂载 → 权限 → 建 Ring → Rebalance 这条主线。
二、OpenStack 编排管理 ------ Heat
2.1 Heat 的作用
- Heat 是一种通过 OpenStack 原生 REST API、使用声明性模板格式编排复合云应用程序的服务，并提供与其他 OpenStack 核心项目的紧密集成。
- Heat 模板以文本文件 形式描述云应用的基础架构，文件可供用户读写，并支持通过版本控制工具进行管理。
- 用户无需直接接触 Nova、Neutron 等服务，只需把对各种资源的需求写进 Heat 模板，Heat 就会自动调用相关服务接口来创建、配置资源。
2.2 Heat 与其他服务的关系
- Heat 是位于 Nova、Neutron 等服务之上的一个组件，充当 OpenStack 对外编排接口的角色。
- 一次"堆栈（Stack）"的创建，可同时拉起虚拟机、网络、子网、安全组、浮动 IP、卷等多种资源，实现基础设施即代码（IaC）。
2.3 Heat 架构与组件
| 组件 | 职责 |
|---|---|
| heat-api | 提供 REST API 服务，是其他组件与 Heat 交互的入口，接收 API 请求并传送给 heat-engine |
| heat-api-cfn | 提供兼容 AWS CloudFormation 的 API，接收请求并转发给 heat-engine |
| heat-engine | Heat 的核心，负责任务调度、资源生命周期管理，向下调用各 OpenStack 服务实际创建资源 |
2.4 Heat 模板
- 默认编写语言：YAML 语法（YAML Ain't Markup Language）。
- YAML 要点：
- 使用缩进（一个或多个空格）排版；
- 序列项 用短划线
-表示； - MAP 中的 key-value 对用冒号
:表示。
- 常见 HOT（Heat Orchestration Template）结构分段：
heat_template_version、description、parameters、resources、outputs。
2.5 Heat 学习小结
- 核心理念：声明式 / 基础设施即代码，把一组资源写进一个 YAML 模板，一键编排。
- 记牢三大组件：heat-api / heat-api-cfn / heat-engine，其中 engine 是真正干活的。
- 实验重点是理解 parameters → resources → outputs 的模板结构与资源间的
get_resource引用关系。
三、OpenStack 网络管理 ------ Neutron
3.1 Neutron 的定位
- Neutron 设计目标：网络即服务（Networking as a Service, NaaS）。
- 遵循基于 SDN 实现网络虚拟化的原则，充分利用 Linux 系统上的各种网络技术。
- 核心工作 是对二层物理网络的抽象与虚拟化，为实例提供虚拟网络能力。
3.2 物理网络 vs 虚拟网络
| 物理 | 虚拟 | 说明 |
|---|---|---|
| Switch | vSwitch | 物理交换机 / 虚拟交换机 |
| NIC | vNIC | 物理网卡 / 虚拟网卡 |
- vSwitch 常见软件：linuxbridge、ovs（Open vSwitch）、ovn。
3.3 Linux 网卡虚拟化基础（TAP / TUN / VETH）
- TAP 设备 ：模拟二层网络设备，可收发二层网包。
- TUN 设备 ：模拟三层网络设备，可收发三层网包。
- VETH：虚拟 ethernet 接口，通常**成对（pair）**出现，一端发出的网包被另一端接收，可形成两个网桥之间的通道。
3.4 虚拟交换机：Linux Bridge 与 OVS
-
Linux Bridge ：工作于二层的网络设备，功能类似物理交换机；可绑定其他网络设备并虚拟化为端口。
bashbrctl addbr BRIDGE # 创建网桥更适用于小规模、主机内部间通信场景。
-
Open vSwitch (OVS) ：产品级虚拟交换机，更适合大规模、多主机间通信 场景（华为 FusionCompute 的 DVS 即基于 EVS，EVS 基于 OVS）。
bashovs-vsctl add-br BRIDGE # 创建虚拟交换机
3.5 Neutron 网络类型
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| local | 与其他网络、节点隔离；同一节点同一网络内的实例才能通信，主要用于单机测试 |
| flat | 无 VLAN tagging 的网络；同一网络的实例可跨多节点通信 |
| （vlan） | 基于 VLAN 标签隔离，是生产环境常用的多租户隔离方式 |
| （vxlan/gre） | Overlay 网络，跨节点用隧道封装 |
Subnet / CIDR 重叠规则 ：同一 network 下不同 subnet 的 CIDR 不允许重叠 （看的是 CIDR 而非单个 IP 是否重叠）；但不同 network 之间的 subnet，其 CIDR 和 IP 都可以重叠。
3.6 Neutron 组件
| 组件 | 职责 |
|---|---|
| Neutron Server | 对外提供网络 API，接收请求并调用 Plugin 处理 |
| Plugin | 处理 Server 发来的请求，维护 OpenStack 逻辑网络状态，并调用 Agent 处理 |
| Agent | 处理 Plugin 的请求，负责在计算/网络节点上落实具体的网络配置（如 OVS/LBFW/DHCP/Metadata Agent） |
- Neutron 的元数据（网络、子网、端口、路由、浮动 IP 等）保存在数据库
neutron库中（如networks、subnets、ports、ipallocations、routers等表）。
3.7 Neutron 学习小结
- 抓住 "网络即服务 + SDN 抽象二层网络" 这条主线。
- 记牢三类底层技术：TAP/TUN/VETH、Linux Bridge、OVS/OVN 的分工与适用场景。
- 记牢 Server / Plugin / Agent 三层组件，以及网络类型 local / flat / vlan / vxlan 的隔离差异。
- 实验重点是 OVN：外网---内网---路由器---实例 的连通链路及
ovn-nbctl show观察 logical switch / router / 绑定。
四、三大服务对照速记
| 维度 | Swift（对象存储） | Heat（编排管理） | Neutron（网络管理） |
|---|---|---|---|
| 一句话定位 | 静态大对象的长期存储 | 声明式模板编排云应用 | 网络即服务、二层网络虚拟化 |
| 核心结构 | Account/Container/Object + Ring | parameters/resources/outputs | Server/Plugin/Agent |
| 关键组件 | Ring/Partition/Replica | heat-api / heat-api-cfn / heat-engine | ML2 + OVN/OVS，DHCP/LBFW/Metadata Agent |
| 典型场景 | 镜像、图片、备份归档 | 一键拉起 VM+网络+安全组 | 多租户网络、浮动 IP、SNAT |
| 实验主线 | 挂盘→建 Ring→Rebalance | 写 HOT→建堆栈 | 外网→内网→路由器→实例（OVN） |